Математическое моделирование задачи сжатия образца горных пород с трением на торцах
DOI:
https://doi.org/10.26577/JMMCS.2020.v105.i1.09Ключевые слова:
геомеханические задачи, структуры месторождения, математические модели, неоднородность массива, свойства пород, образцы горных породАннотация
Аналитические решения задачи о напряженно-деформированном состоянии среды вокруг выработок при неравномерном сжатии в упруго-пластической постановке с учетом запредельного деформирования малочисленны. Получены некоторые решения задачи в условиях пластичности Треска и Кулона. В этих решениях имеются упрощающее предположения, что область неупругих деформаций охватывают весь контур выработки, угол внутреннего трения равен нулю и др. Особенности запредельного деформирования породных массивов вблизи подземных выработок заключается в том, что вокруг горных выработок образуются зоны разрушения, зоны пластических и упругих деформаций, охватывающих часть контура или весь контур в зависимости от граничных условий и профилей контура, а также заданного закона состояния среды. Математическое описание процесса формирование областей неупругих деформаций вблизи выработок и получения решения аналитическим методом представляется достаточно сложным. В связи с мало изученности данной проблемы на сегодняшний день, целесообразно использовать численные методы математики и механики с использованием современной информационной техники и технологии. В статье приведены математические модели и результаты решения геомеханической задачи на основе информационной технологии и метода конечных элементов. Разработанные процедуры и программы позволяют решать с помощью современных компьютеров широкий класс задач горного производства, в которых требуется определять напряженно-деформированное состояние породного массива, ослабленного выработками в разных горнотехнических и горногеологических условиях.
Библиографические ссылки
2. Zenkevich O. Metodyi konechnyih elementov v tehnike [Finite-element methods in engineering]. - M.: Mir, 1975. – p. 542.
3. Erzhanov Z.S., Karimbaev T. Metod konechnyih elementov v zadachah mehaniki gornyih porod [The finite element method in problems of rock mechanics]. - Alma-Ata: Science, 1975. – p. 238.
4. Bieniawski Z.T., Denkhaus H.G., Volger V.W. Failure of fractured rock. Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 1969, vol.6, №3, p.323-341.
5. Bredy B.T. Nonlinear mechanical behavior of the brittle rock. Int.J. Rock Mech. Min. Sci., 1969, vol.6, №3, p. 211-225.
6. Ghang G.Y., Duncan J.M. Analysis of soil movement around a deep excavation. Proc. ASCE, 1970, vol. 96, №5, p.1655-1681.
7. Goodman R.E., Toylor R.L., Brekke T.L. A Model for the mechanics of jointed rock. Proc ASCE, 1968, vol. 94, №SM3, p. 32. 637-659.
8. Tatsuoka F. Fundamental Research for the Deformability of Sand by the Triaxle Apparatus. Ph.D. dissertation presented to Tokyo Univesity in Japanese, 1972.
9. Turner M.J., Clough R.W., Martun H.C., Topp L.J. Stiffness and deflection analysis of complex structures. J. Aero. Sci., 1965, vol. 23, p. 805-823.
10. Zienkiewicz J.C., Valliopan S., King I.P. Stress analysis of rock as a no tension material. Gtotechnique, 1968, vol. 18, p. 56-66.
11. Abdyldaev E.K. Metod konechnyih elementov pri reshenii prikladnyih zadach [The finite element method for solving applied problems]. - Almaty: Polygraphy-service, 2011. - p.111.
12. Kozhakhmetov K.Kh., Nurmambetova RD, Ramatov K.S. Pryamoy metod granichnyih integralov dlya resheniya zadach gornoy geomehaniki [The direct method of boundary integrals for solving problems of mining geomechanics] // Bulletin of the Academy of Sciences of Kazakhstan SSR, 1987, №9.
13. Telles D. Primenenie metoda granichnyih elementov dlya resheniya neuprugih zadach [Application of the boundary element method for solving inelastic problems]. - M.: Stroiizdat, 1987.
14. Krauch S., Starfield A. Metody granichnyih elementov v mehanike tverdogo tela [Methods of boundary elements in solid mechanics]. - M.: Mir, 1987.
15. Kartashov, Yu. M., Matveev B.V., Mikheev G.V., Fadeev A.B. Prochnost i deformiruemost gornyih porod [Strength and deformability of rocks] - M.: Nedra 1979.-p.269.
16. Kazikaev D.M., Kozyrev A.A., Kasparyan E.V., Iosiv M.A. Upravlenie geomehanicheskimi protsessami pri razrabotke mestorozhdeniy poleznyih iskopaemyih. Uchebnoe posobie [Management of geomechanical processes in the development of mineral deposits]. Tutorial - M. Publishing House "Mining Book" 2016. –p.490.
17. Rakishev B.R., Mashanov A.A., Abdyldaev E.K. Struktura massiva i deformiruemost gornyih porod [The massif structure and deformability of rocks], Almaty, 2011, p.281.
18. Abdyldaev E. K., Mashanov A. A.,Metodyi otsenki ustoychivosti sklonov: Monografiya [Methods for assessing the stability of slopes: Monograph]. – Almaty, 2013. – p.203.
19. Moldoshev R.A., Abdyldaev Ch.E., Abdyldaev E.K. Deformatsionnyie modeli, uchityivayuschie dilatansii i razuprochneniya gornyih porod [Deformation models that take into account dilatancy and rock softening], Bulletin of the Kazakh National Technical University named after KI Satpayev №1 (95), -Almaty, -2013. -p. 21-24
20. Abdyldaev E.K, Abdim Farabi. Metodika organizatsi i mobilnogo obucheniya v usloviyah vnedrenie sistemyie-Learning [Methods of organizing mobile learning in the context of e-Learning system implementation]. News KSTU. I.Razzakova No. 1 (41) part 1, 2017, Tokmok-ITS "Technik", 2017, - p.205-209
21. Abdyldaev E.K. Uchet vliyaniya strukturyi massiva pri opredelenii ustoychivosti otkosa karera [Accounting for the influence of the structure of the array in determining the stability of the slope of the pit]. Bulletin of the Kyrgyz-Russian Slavic University. A series of natural and technical sciences, Volume 17, Number 8, 2017, Bishkek 2017, - p.65-67
22. Abdyldaev E.K. Napryazhenno-deformirovannoe sostoyanie massiva gornyih porod vblizi vyirabotok [The stress-strain state of the rock mass near the workings]. - Frunze: Ilim, 1990.-p.164.
23. Abdyldaev, E.K., Zhumazhanov, B.ZH, Salimova, G.E.Kriteriy otsenki ustoychivosti porodnogo massiva vblizi vyirabotok [Criterion for assessing the sustainability of the rock mass near the workings]. Bulletin of the Kazakh National University. AL-FARABI, Almaty, 3 (54), 2007.
24. Abdyldaev E.K. Modeli otsenki napryazhennogo sostoyaniya massiva vblizi vyrabotok pri kombinirovannoy razrabotke [Models for estimating the stress state of the massif near the workings during combined mining]. Weeds abstracts of the International scientific - practical conference "Actual problems of computer science, mechanics and robotics. Digital technologies in mechanical engineering" Almaty - 2018, p. 21-22
25. Abdyldaev, E.K., Orazayeva L., Uypalakova, D.M. Informatsionnaya tehnologiya pri chislennom reshenii prikladnyih zadach [Information technology in the numerical solution of applied problems]. The weed of materials from the International Scientific and Practical Conference "Modern Information and Communication Technologies in Education, Science and Practice" in the framework of the third modernization of Kazakhstan. Kazakh State Women's Pedagogical University, Almaty-2018, p.3.
